水淬高钛矿渣是以钒钛磁铁矿为原料、采用高炉工艺冶炼生铁时产生的熔融渣经水淬急冷粒化后形成,其呈疏松多孔不规则或近球形颗粒状。相较于普通水淬粒化高炉矿渣,水淬高钛矿渣当中Ti O₂含量超过15%,且富存于物理化学稳定的钙钛矿、钛辉石矿物中,因此其水化和火山灰活性较低。已有研究用水淬高钛矿渣为轻骨料制备空心砌块、墙板和屋面保温填充材料,为进一步发挥水淬高钛矿渣矿物稳定性、微活性、轻质多孔特性,本论文提出以其为轻骨料并结合粉煤灰漂珠制备轻质高强混凝土。论文采用最紧密堆积原理确定了配合比设计,制备了容重1950 kg/m³,1750 kg/m³,1550kg/m³和1350 kg/m³等级的水淬高钛矿渣轻质高强混凝土(LWHS-TS)。通过硫酸盐浸泡以及蒸压釜蒸压处理后,水淬高钛矿渣物理化学性能仍然保持稳定,这初步证明了其作为混凝土轻骨料的可行性。利用最紧密堆积理论以及最小需水量法确定了轻质高强混凝土配合比,研究了粉煤灰漂珠取代、水胶比、容重以及养护方式(标养、蒸汽养护、蒸压养护)对水淬高钛矿渣轻质高强混凝土力学性能的影响。研究结果表明,蒸汽养护以及蒸压养护能够快速提高混凝土的力学性能,标养情况下水淬高钛矿渣轻质高强混凝土力学性能稳定增长,在水胶比0.18的情况下,1950 kg/m³容重等级的水淬高钛矿渣混凝土标养28天强度可以达到72.6 MPa,标养120天强度可以达到100.8 MPa。研究了水淬高钛矿渣混凝土结构以及性能,同时通过模拟硬化混凝土碱性环境,对水淬高钛矿渣骨料在水泥水化过程中的作用机理做了详细的分析,水淬高钛矿渣骨料并非单纯作为混凝土骨架填充在混凝土当中,在碱性环境下水淬高钛矿渣骨料直接参与了水泥水化反应,优化了浆体骨料界面。最后对水淬高钛矿渣轻质高强混凝土进行了体积稳定性、碳化、抗冻融循环以及抗硫酸盐侵蚀等耐久性测试。对比了标准养护以及蒸汽养护条件下,水淬高钛矿渣混凝土的干燥收缩性能,水淬高钛矿渣骨料含量与混凝土的自收缩以及干燥收缩成负相关,高温养护能够减少混凝土的干燥收缩,水淬高钛矿渣混凝土体积稳定性能良好。四种容重等级水淬高钛矿渣轻质高强混凝土几乎不存在碳化,抗冻等级不小于F250,抗硫酸盐等级不小于KS90,符合高性能混凝土的标准。